高过载或复杂装药都会引起凝相颗粒在固体发动机局部高度聚集,形成高温稠密两相流。稠密两相流对发动机燃烧、热结构和内流场会产生影响,尤其会加剧绝热层的烧蚀,这是目前固体火箭发动机研究中迫切需要解决的问题。本文以高过载固体火箭发动机研制需求为背景,围绕高温稠密两相流冲刷条件下绝热层的烧蚀特性开展研究。研究了不同聚集状态和不同压强下的颗粒特性,分析了聚集状态、压强和滞留时间对颗粒粒度分布的影响;开展了不同颗粒浓度、冲刷速度和角度条件下多层复合材料的烧蚀实验,揭示了低速冲刷条件下绝热层的烧蚀机理;运用X射线实时荧屏分析技术（RTR）开展了高温稠密两相流冲刷条件下绝热层烧蚀过程的动态测量。 本文的主要结论可以概括为以下三部分: 1) 高温稠密两相流中颗粒粒度分析表明,聚集程度大,颗粒粒度整体变大,大颗粒比重上升;随压强升高颗粒粒度增大,在较高压强范围,粒度增大趋势尤为明显;滞留时间与聚集状态相关,当聚集程度大时,滞留时间长使形成大颗粒的可能性增加。颗粒成份分析表明颗粒主要成份为α-Al₂O₃,压强与α-Al₂O₃含量具有直接关系,压强越高α-Al₂O₃含量越高。当压强较低、滞留时间较短时,成份中含有单质铝。 2) 高温稠密两相流低速冲刷状态下,颗粒冲刷速度是影响绝热层烧蚀的最主要因素,颗粒浓度对于绝热层烧蚀的影响较小。根据实验建立了炭化层厚度与颗粒冲刷状态参数之间的关系,结合炭化烧蚀模型建立了高温稠密两相流冲刷条件下绝热层烧蚀的预示方法。 3) 发展了运用RTR技术开展绝热层动态烧蚀的实验方法。实验拍摄得到了绝热层的动态烧蚀过程,表明冲刷条件下绝热层动态烧蚀实验方法是可行的。运用图像处理技术得到了瞬时烧蚀率和平均烧蚀率随时间变化的规律。